專利名稱：泵車及其臂架安全旋轉范圍反饋系統(tǒng)、方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工程機械領域，具體地說，涉及一種泵車及其臂架安全旋轉范圍反饋系統(tǒng)、方法。
背景技術：
早期，混凝土泵車在使用時，為了安全考慮，要求四個支腿完全展開，以保證臂架在360度范圍內旋轉時車身不會傾覆。泵車支腿完全展開時，泵車臂架的安全旋轉范圍為 360度，如圖1所示。后來，為了適應場地大小受限制的工地，一些混凝土泵車如三一的X支腿泵車提供了單側支撐的功能。但是，在使用單側支撐功能時，臂架的旋轉范圍受到了很大的限制。 如圖2所示，三一 X支腿泵車規(guī)定的臂架安全旋轉范圍為120度，即從整車中軸線朝車尾的方向起始，往支腿完全展開的一側掃過120度。采用上述方式進行臂架旋轉作業(yè)時，存在以下缺點1)只有兩種安全旋轉范圍0-120°和0-360°，安全旋轉范圍不連續(xù)；2)單側支撐時，未利用另外一側支腿在部分展開(不完全展開)時對安全旋轉范圍的擴展作用。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有技術的上述缺陷和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種泵車臂架安全旋轉范圍反饋系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以根據(jù)各支腿當前的不同展開程度確定臂架安全旋轉范圍， 可以適應于多種場地的作業(yè)需要。本發(fā)明的泵車臂架安全旋轉范圍反饋系統(tǒng)，包括位置檢測裝置，所述位置檢測裝置用于采集各個支腿的位置信息；控制裝置，所述控制裝置與所述位置檢測裝置連接，所述控制裝置根據(jù)所述位置檢測裝置采集的位置信息和所述泵車的工況，計算臂架的安全旋轉范圍；反饋裝置，所述反饋裝置與所述控制裝置連接，用于反饋所述控制裝置計算的安全旋轉范圍。作為上述技術方案的優(yōu)選，所述反饋裝置為顯示裝置或預警裝置。作為上述技術方案的優(yōu)選，所述顯示裝置圖像化顯示所述安全旋轉范圍。作為上述技術方案的優(yōu)選，所述控制裝置實時獲取各個支腿的動作信號，并將所述動作信號傳送給所述顯示裝置，所述顯示裝置根據(jù)所述動作信號，自動切換到安全旋轉范圍顯示界面。作為上述技術方案的優(yōu)選，所述控制裝置通過如下方式計算臂架的安全旋轉范圍根據(jù)傳感器采集的位置信息，計算各個支腿相對于轉臺中心的位置坐標，所述各位置坐標之間形成多邊形；
根據(jù)所述泵車當前各支腿的位置，確定在臂架完全水平、輸送管填滿混凝土的工況時，各旋轉角度的整車重心；判斷所述重心是否位于所述多邊形內，若是，則為安全旋轉角度；若否，則為不安全旋轉角度；將最大安全旋轉角度和最小安全旋轉角度之間的區(qū)間確定為安全旋轉范圍。作為上述技術方案的優(yōu)選，所述位置檢測裝置為傳感器或攝像頭。作為上述技術方案的優(yōu)選，所述傳感器包括四個，分別為左前支腿位移傳感器、右前支腿位移傳感器、左后支腿角度傳感器和右后支腿角度傳感器。本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種泵車臂架安全旋轉范圍反饋方法，該方法包括采集各個支腿的位置信息；根據(jù)采集的位置信息和所述泵車的工況，計算臂架的安全旋轉范圍；反饋所計算的安全旋轉范圍。作為上述技術方案的優(yōu)選，反饋所計算的安全旋轉范圍包括采用顯示的方式反饋或采用預警的方式反饋。作為上述技術方案的優(yōu)選，該方法還包括獲取各個支腿的動作信號，若存在動作信號，則顯示實時安全旋轉范圍。作為上述技術方案的優(yōu)選，計算臂架的安全旋轉范圍的具體步驟為根據(jù)采集的位置信息，計算各個支腿相對于轉臺中心的位置坐標，所述各位置坐標之間形成多邊形；根據(jù)所述泵車當前各支腿的位置，確定在臂架完全水平、輸送管填滿混凝土的工況時，各旋轉角度的整車重心；判斷所述重心是否位于所述多邊形內，若是，則為安全旋轉角度；若否，則為不安全旋轉角度；將最大安全旋轉角度和最小安全旋轉角度之間的區(qū)間確定為安全旋轉范圍。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種泵車，該泵車使用上述的泵車臂架安全旋轉范圍反饋系統(tǒng)或方法。本發(fā)明的泵車及其臂架安全旋轉范圍反饋系統(tǒng)、方法，通過控制裝置計算臂架的安全旋轉范圍，并通過反饋裝置向操作人員反饋當前安全旋轉范圍，其安全旋轉范圍可以由各個支腿的展開狀態(tài)確定。操作人員可以根據(jù)不同的場地空間，實現(xiàn)不同的支腿展開狀態(tài)，能夠充分地利用場地空間，并可以擴展出除了現(xiàn)有的0-120°和0-360°之外的更多安全旋轉范圍。此外，本發(fā)明還具有界面直觀、便于可視化操作等優(yōu)點。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是泵車單側支撐時臂架的安全旋轉范圍的示意5
圖2是泵車支腿完全展開時臂架的安全旋轉范圍示意圖；圖3是本發(fā)明一實施例的泵車臂架安全旋轉范圍反饋系統(tǒng)的結構框圖；圖4是本發(fā)明一實施例的傳感器安裝示意圖；圖5是本發(fā)明的泵車在一種工況下的整車重心示意圖；圖6是本發(fā)明一實施例的顯示裝置的顯示界面圖；圖7是本發(fā)明一實施例的泵車臂架安全旋轉范圍反饋方法的流程圖。
具體實施例方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。圖3所示為本發(fā)明一實施例的泵車臂架安全旋轉范圍反饋系統(tǒng)的結構框圖，從圖中可以看出，本發(fā)明的反饋系統(tǒng)包括位置檢測裝置、控制裝置和反饋裝置。位置檢測裝置設置在泵車的支腿或泵車的其它可能部件上，用于采集各個支腿的位置信息，該位置信息既可以是支腿的伸出長度，也可以是支腿的擺出角度。位置檢測裝置可以是傳感器、攝像頭，或者本領域技術人員常采用的其它位置檢測裝置。優(yōu)選位置檢測裝置為傳感器，若支腿為伸縮式支腿，則傳感器為位移傳感器；若支腿為擺式支腿，則傳感器為角度傳感器。傳感器的設置根據(jù)泵車的支腿類型確定，優(yōu)選所述傳感器包括四個，分別為左前支腿位移傳感器、右前支腿位移傳感器、左后支腿角度傳感器和右后支腿角度傳感器，以用于檢測χ支腿泵車的四個支腿的位置信息。傳感器的安裝示意圖如圖4所示，對于圖中的左前位移傳感器Si，其安裝于左前支腿的前側，用于檢測左前支腿的伸出長度L ；而對于左后角度傳感器 S4，其安裝于左后支腿與車身鉸接的區(qū)域，用于檢測左后支腿的擺出角度a。對于右前支腿和右后支腿，其使用的傳感器分別與左前支腿和左后支腿相似，在此不再贅述?？刂蒲b置與位置檢測裝置連接，該控制裝置根據(jù)位置檢測裝置采集的位置信息和泵車的工況，計算臂架的安全旋轉范圍。泵車的工況包括支腿的不同展開狀態(tài)、臂架的不同展開狀態(tài)、臂架上的輸送管內沒有混凝土、臂架上的輸送管內填滿混凝土、臂架在360度范圍內旋轉等各種情況，在各工況下泵車具有相應的整車重心。控制裝置可以根據(jù)預先輸入的泵車的三維模型數(shù)據(jù)，計算各種工況下的整車重心相對于回轉中心的重心坐標。本領域技術人員可以采用多種方式計算泵車的安全旋轉范圍。優(yōu)選地，控制裝置通過如下方式計算臂架的安全旋轉范圍首先，根據(jù)傳感器采集的位置信息，計算各個支腿相對于轉臺中心的位置坐標，所述各位置坐標之間形成多邊形；圖5為本發(fā)明的泵車在一種工況下的整車重心示意圖。左前支腿、右前支腿、右后支腿和左后支腿的展開位置分別如圖中的A、B、C、D所示，它們之間的連線形成四邊形。然后，根據(jù)所述泵車當前各支腿的位置，確定在臂架完全水平、輸送管填滿混凝土的工況時，各旋轉角度的整車重心。在圖5中，臂架的旋轉角度為120°，該旋轉角度時的整車重心為圖中所示的E點。臂架在完全水平并且輸送管內填滿混凝土時是一種極端工況， 該工況更能準確地反映泵車極端情況下的安全旋轉范圍。當然，本領域技術人員也可以采用其它工況來確定整車重心。接著，判斷所述重心是否位于所述多邊形內，若是，則為安全旋轉角度；若否，則為不安全旋轉角度；在圖5中，E點位于A、B、C、D形成四邊形中，則說明該工況下臂架的旋轉角度(120° )為安全旋轉角度。最后，將最大安全旋轉角度和最小安全旋轉角度之間的區(qū)間確定為安全旋轉范圍。該安全旋轉范圍是一個角度范圍，如0-120°。反饋裝置與所述控制裝置連接，用于反饋所述控制裝置計算的安全旋轉范圍。反饋裝置可以直接或間接地反映安全旋轉范圍，本發(fā)明并不受限于此。反饋裝置可以是顯示裝置、預警裝置，或者本領域技術人員常采用的其它反饋裝置。反饋裝置為預警裝置時，該預警裝置間接地反饋安全旋轉范圍，當泵車的當前旋轉范圍逼近安全旋轉范圍時，預警裝置發(fā)生報警，以提醒操作人員注意安全操作。優(yōu)選反饋裝置為顯示裝置，該顯示裝置與控制裝置連接，用于顯示所述控制裝置計算的安全旋轉范圍。顯示裝置可以以數(shù)字的方式顯示所述安全旋轉范圍，作為優(yōu)選，顯示裝置圖像化顯示所述安全旋轉范圍，以便于更加直觀地向操作人員提供安全旋轉范圍的信息。圖6為本發(fā)明一實施例的顯示裝置的顯示界面圖， 在該圖中，將安全旋轉角度和不安全旋轉角度在圓面上進行分界。在圖中僅以文字的方式顯示給操作人員，此外，還可以采用不同的顏色來進行區(qū)分，比如將安全旋轉角度的區(qū)域顯示為綠色，將不安全旋轉角度的區(qū)域顯示為紅色，本發(fā)明并不受限于此。在泵車作業(yè)過程中，支腿的位置可能會發(fā)生變化。此時，本發(fā)明的泵車臂架安全旋轉范圍反饋系統(tǒng)可以實時顯示安全旋轉范圍。相應地，控制裝置實時獲取各個支腿的動作信號，并將所述動作信號傳送給所述顯示裝置，所述顯示裝置根據(jù)所述動作信號，自動切換到安全旋轉范圍顯示界面。該安全旋轉范圍可以是支腿位置變化后由控制裝置重新計算的安全旋轉范圍。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種泵車臂架安全旋轉范圍反饋方法。如圖7所示，該方法包括步驟1 采集各個支腿的位置信息；步驟2 根據(jù)采集的位置信息和所述泵車的工況，計算臂架的安全旋轉范圍；步驟3 反饋所計算的安全旋轉范圍。泵車的工況包括支腿的不同展開狀態(tài)、臂架的不同展開狀態(tài)、臂架上的輸送管內沒有混凝土、臂架上的輸送管內填滿混凝土、臂架在360度范圍內旋轉等各種情況，在各工況下泵車具有相應的整車重心。可以根據(jù)預先輸入的泵車的三維模型數(shù)據(jù)，計算各種工況下的整車重心相對于回轉中心的重心坐標。優(yōu)選地，步驟2中計算臂架的安全旋轉范圍的具體步驟為步驟21 根據(jù)采集的位置信息，計算各個支腿相對于轉臺中心的位置坐標，所述各位置坐標之間形成多邊形；步驟22 根據(jù)所述泵車當前各支腿的位置，確定在臂架完全水平、輸送管填滿混凝土的工況時，各旋轉角度的整車重心；臂架在完全水平并且輸送管內填滿混凝土時是一種極端工況，該工況更能準確地反映泵車極端情況下的安全旋轉范圍。步驟23 判斷所述重心是否位于所述多邊形內，若是，則為安全旋轉角度；若否， 則為不安全旋轉角度；
步驟M 將最大安全旋轉角度和最小安全旋轉角度之間的區(qū)間確定為安全旋轉范圍。前述步驟21和步驟22之間的順序可以顛倒，同樣能夠實現(xiàn)本發(fā)明的技術效果，本發(fā)明并不受限于此。優(yōu)選地，反饋所計算的安全旋轉范圍包括采用顯示的方式反饋或采用預警的方式反饋，從而實現(xiàn)安全旋轉范圍的直接反饋或間接反饋。優(yōu)選地，該方法還包括獲取各個支腿的動作信號，若存在動作信號，則顯示實時安全旋轉范圍。該安全旋轉范圍可以是支腿位置變化后由控制裝置重新計算的安全旋轉范圍。本發(fā)明還提供一種泵車，該泵車使用上述的泵車臂架安全旋轉范圍反饋系統(tǒng)或方法。該泵車的其他結構參考現(xiàn)有技術，本文不再贅述。綜上所述，相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1)場地空間利用率高本發(fā)明的泵車及其臂架安全旋轉范圍反饋系統(tǒng)、方法，通過控制裝置計算臂架的安全旋轉范圍，并通過反饋裝置向操作人員反饋當前安全旋轉范圍，其安全旋轉范圍可以由各個支腿的展開狀態(tài)確定。因此，操作人員可以根據(jù)不同的場地空間，實現(xiàn)不同的支腿展開狀態(tài)，能夠充分地利用場地空間，并可以擴展出除了現(xiàn)有的0-120°和0-360°之外的更多安全旋轉范圍。2)界面直觀本發(fā)明的泵車及其臂架安全旋轉范圍反饋系統(tǒng)、方法，顯示裝置可以圖像化顯示所述安全旋轉范圍，從而更加直觀地向操作人員提供安全旋轉范圍的信息，具有界面直觀、 便于可視化操作的優(yōu)點。因此，本發(fā)明的有益效果是顯而易見的。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
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權利要求
1.一種泵車臂架安全旋轉范圍反饋系統(tǒng)，其特征在于，包括 位置檢測裝置，所述位置檢測裝置用于采集各個支腿的位置信息；控制裝置，所述控制裝置與所述位置檢測裝置連接，所述控制裝置根據(jù)所述位置檢測裝置采集的位置信息和所述泵車的工況，計算臂架的安全旋轉范圍；反饋裝置，所述反饋裝置與所述控制裝置連接，用于反饋所述控制裝置計算的安全旋轉范圍。
2.根據(jù)權利要求1所述的泵車臂架安全旋轉范圍反饋系統(tǒng)，其特征在于，所述反饋裝置為顯示裝置或預警裝置。
3.根據(jù)權利要求2所述的泵車臂架安全旋轉范圍反饋系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示裝置圖像化顯示所述安全旋轉范圍。
4.根據(jù)權利要求2所述的泵車臂架安全旋轉范圍反饋系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置實時獲取各個支腿的動作信號，并將所述動作信號傳送給所述顯示裝置，所述顯示裝置根據(jù)所述動作信號，自動切換到安全旋轉范圍顯示界面。
5.根據(jù)權利要求1-4任一項所述的泵車臂架安全旋轉范圍反饋系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置通過如下方式計算臂架的安全旋轉范圍根據(jù)傳感器采集的位置信息，計算各個支腿相對于轉臺中心的位置坐標，所述各位置坐標之間形成多邊形；根據(jù)所述泵車當前各支腿的位置，確定在臂架完全水平、輸送管填滿混凝土的工況時， 各旋轉角度的整車重心；判斷所述重心是否位于所述多邊形內，若是，則為安全旋轉角度；若否，則為不安全旋轉角度；將最大安全旋轉角度和最小安全旋轉角度之間的區(qū)間確定為安全旋轉范圍。
6.根據(jù)權利要求1-4任一項所述的泵車臂架安全旋轉范圍反饋系統(tǒng)，其特征在于，所述位置檢測裝置為傳感器或攝像頭。
7.根據(jù)權利要求6所述的泵車臂架安全旋轉范圍反饋系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器包括四個，分別為左前支腿位移傳感器、右前支腿位移傳感器、左后支腿角度傳感器和右后支腿角度傳感器。
8.一種泵車臂架安全旋轉范圍反饋方法，其特征在于，包括 采集各個支腿的位置信息；根據(jù)采集的位置信息和所述泵車的工況，計算臂架的安全旋轉范圍； 反饋所計算的安全旋轉范圍。
9.根據(jù)權利要求8所述的泵車臂架安全旋轉范圍反饋方法，其特征在于，反饋所計算的安全旋轉范圍包括采用顯示的方式反饋或采用預警的方式反饋。
10.根據(jù)權利要求9所述的泵車臂架安全旋轉范圍反饋方法，其特征在于，還包括 獲取各個支腿的動作信號，若存在動作信號，則顯示實時安全旋轉范圍。
11.根據(jù)權利要求8-10任一項所述的泵車臂架安全旋轉范圍反饋方法，其特征在于， 計算臂架的安全旋轉范圍的具體步驟為根據(jù)采集的位置信息，計算各個支腿相對于轉臺中心的位置坐標，所述各位置坐標之間形成多邊形；根據(jù)所述泵車當前各支腿的位置，確定在臂架完全水平、輸送管填滿混凝土的工況時， 各旋轉角度的整車重心；判斷所述重心是否位于所述多邊形內，若是，則為安全旋轉角度；若否，則為不安全旋轉角度；將最大安全旋轉角度和最小安全旋轉角度之間的區(qū)間確定為安全旋轉范圍。
12. —種泵車，其特征在于，該泵車使用權利要求1-7任一項所述的泵車臂架安全旋轉范圍反饋系統(tǒng)或權利要求8-11任一項所述的泵車臂架安全旋轉范圍反饋方法。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種泵車及其臂架安全旋轉范圍反饋系統(tǒng)、方法。該系統(tǒng)包括位置檢測裝置，用于采集各個支腿的位置信息；控制裝置，所述控制裝置與所述位置檢測裝置連接，所述控制裝置根據(jù)所述位置檢測裝置采集的位置信息和所述泵車的工況，計算臂架的安全旋轉范圍；反饋裝置，所述反饋裝置與所述控制裝置連接，用于反饋所述控制裝置計算的安全旋轉范圍。本發(fā)明可以根據(jù)不同的場地空間，實現(xiàn)不同的支腿展開狀態(tài)，能夠充分地利用場地空間，并可以擴展出除了現(xiàn)有的0-120°和0-360°之外的更多安全旋轉范圍。此外，本發(fā)明還具有界面直觀、便于可視化操作等優(yōu)點。
文檔編號B60S9/02GK102248933SQ20111013390
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月23日 優(yōu)先權日2011年5月23日
發(fā)明者周翔, 李 杰, 譚林 申請人:三一重工股份有限公司